病毒作為專性活細胞寄生微生物，其增殖完全依賴寄主細胞，而復制是建立其侵染的核心步驟之一。在進入寄主細胞后，植物正義單鏈RNA[(+)RNA]病毒誘導寄主細胞內(nèi)膜重塑，形成病毒復制細胞器 (Replication organelle, RO)。RO不僅能保護病毒復制免受寄主防御系統(tǒng)的攻擊，還能保證病毒子代RNA的高效合成。近年來，電鏡三維重構(gòu)技術(shù)的快速發(fā)展使我們能夠在超微結(jié)構(gòu)水平上觀察到RO的全貌，多種植物(+)RNA病毒的RO三維結(jié)構(gòu)陸續(xù)被解析，加之多個參與RO組裝的寄主因子被鑒定，RO形成、結(jié)構(gòu)及其功能逐漸變得明晰。

近日，中國農(nóng)業(yè)大學生物學院張永亮課題組應(yīng)邀在Annual Review of Phytopathology撰寫題為“Replication organelles of plant positive-strand RNA viruses: A boost in knowledge following new imaging approaches”的綜述文章。該綜述通過不同的角度系統(tǒng)總結(jié)了(+)RNA病毒RO的研究進展。主要包括以下幾個部分：（一）電鏡三維重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展：文章總結(jié)了用于RO觀察的各種電鏡三維重構(gòu)技術(shù)，并比較了不同技術(shù)的優(yōu)缺點；（二）RO的三維結(jié)構(gòu)：文章綜述了植物(+) ssRNA病毒在多種細胞內(nèi)膜系統(tǒng)（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體、線粒體、過氧化物酶體和液泡）上形成的RO的三維結(jié)構(gòu)，并比較了不同RO結(jié)構(gòu)的異同；（三）RO形成的分子機制：本節(jié)重點闡述了病毒編碼的復制酶蛋白、寄主脂類分子以及膜塑形相關(guān)蛋白在RO形成中的作用機制；（四）RO與病毒侵染循環(huán)的聯(lián)系：文章概述了RO與病毒侵染循環(huán)其他環(huán)節(jié)（如病毒顆粒組裝和病毒運動）的空間聯(lián)系，并總結(jié)了RO形成與寄主反應(yīng)（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫和細胞器氧化還原穩(wěn)態(tài)）之間的關(guān)聯(lián)（圖1）；（五）未來研究方向：文章提出了植物病毒RO研究領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和存在的開放性問題。

圖1. 植物(+)RNA病毒RO與寄主細胞的互作

中國農(nóng)業(yè)大學生物學院 博士研究生 張乾申 和揚州大學植物保護學院 張坤 副教授 為 本文共同 第一作者。中國農(nóng)業(yè)大學生物學院張永亮 教授和美國弗吉尼亞理工大學 王曉峰 副教授為該論文的共同通訊作者， 中國農(nóng)業(yè)大學 李大偉 教授 參與了該項工作。此外， 中國農(nóng)業(yè)大學王獻兵教授、于嘉林教授、韓成貴教授、王穎副教授 和 楊萌副教授也給予了寶貴建議 ，綜述完成得到了國家自然科學基金的資助。

論文鏈接：

https://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev-phyto-121823-032017